निसर्गात, दोन मुख्य प्रकारचे साहित्य आहेत, प्रवाहकीय आणि नॉन-कंडक्टिंग (डायलेक्ट्रिक्स). ही सामग्री त्यांच्यामध्ये विद्युत प्रवाह (इलेक्ट्रॉन) च्या हालचालीसाठी परिस्थितीच्या उपस्थितीत भिन्न आहे.

इलेक्ट्रिकल कंडक्टर हे प्रवाहकीय साहित्य (तांबे, ॲल्युमिनियम, ग्रेफाइट आणि इतर अनेक) पासून बनविलेले असतात, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन बांधलेले नसतात आणि ते मुक्तपणे फिरू शकतात.

डायलेक्ट्रिक्समध्ये, इलेक्ट्रॉन अणूंना घट्ट बांधलेले असतात, म्हणून त्यांच्यामध्ये विद्युत प्रवाह वाहू शकत नाही. ते तारा आणि विद्युत उपकरणांचे भाग इन्सुलेशन करण्यासाठी वापरले जातात.

इलेक्ट्रॉन्स कंडक्टरमध्ये फिरण्यास सुरुवात करण्यासाठी (सर्किटच्या एका भागातून वर्तमान प्रवाह), त्यांना परिस्थिती निर्माण करणे आवश्यक आहे. हे करण्यासाठी, साखळी विभागाच्या सुरूवातीस जास्त प्रमाणात इलेक्ट्रॉन असणे आवश्यक आहे आणि शेवटी एक कमतरता असणे आवश्यक आहे. अशा परिस्थिती निर्माण करण्यासाठी, व्होल्टेज स्त्रोत वापरले जातात - संचयक, बॅटरी, पॉवर प्लांट.

1827 मध्ये जॉर्ज सायमन ओमविद्युत प्रवाहाचा नियम शोधला. कायदा आणि प्रतिकार मोजण्याचे एकक त्याच्या नावावर होते. कायद्याचा अर्थ खालीलप्रमाणे आहे.

पाईप जितका जाड असेल आणि पाणी पुरवठ्यात पाण्याचा दाब जास्त असेल (जसा पाईपचा व्यास वाढेल, पाण्याचा प्रतिकार कमी होईल) - तितके जास्त पाणी वाहते. जर आपण कल्पना केली की पाणी हे इलेक्ट्रॉन (विद्युत प्रवाह) आहे, तर वायर जितका जाड असेल आणि व्होल्टेज जितका जास्त असेल (जसा वायरचा क्रॉस-सेक्शन वाढेल, वर्तमान प्रतिरोध कमी होईल) - तितका जास्त विद्युत प्रवाह सर्किट विभागातून जाईल.

इलेक्ट्रिकल सर्किटमधून वाहणारा प्रवाह लागू व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि सर्किटच्या प्रतिकाराच्या मूल्याच्या व्यस्त प्रमाणात असतो.

कुठे आय- वर्तमान सामर्थ्य, अँपिअरमध्ये मोजले जाते आणि अक्षराने सूचित केले जाते ए; यू IN; आर- प्रतिकार, ohms मध्ये मोजले आणि नियुक्त केले ओम.

पुरवठा व्होल्टेज ज्ञात असल्यास यूआणि विद्युत उपकरणाचा प्रतिकार आर, नंतर वरील सूत्र वापरून, ऑनलाइन कॅल्क्युलेटर वापरून, सर्किटमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाची ताकद निश्चित करणे सोपे आहे. आय.

ओमच्या नियमाचा वापर करून, इलेक्ट्रिकल वायरिंगचे इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्स, हीटिंग एलिमेंट्स आणि आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे सर्व रेडिओ घटक, मग ते संगणक, टीव्ही किंवा सेल फोन असो, मोजले जातात.

ओमच्या कायद्याचा व्यवहारात वापर

सराव मध्ये, अनेकदा वर्तमान शक्ती नाही निर्धारित करणे आवश्यक आहे आय, आणि प्रतिकार मूल्य आर. ओहमच्या नियमाचे सूत्र बदलून, तुम्ही प्रतिकाराचे मूल्य काढू शकता. आर, वाहणारा प्रवाह जाणून घेणे आयआणि व्होल्टेज मूल्य यू.

प्रतिकार मूल्याची गणना करणे आवश्यक असू शकते, उदाहरणार्थ, संगणक वीज पुरवठ्याची चाचणी घेण्यासाठी लोड ब्लॉक बनवताना. कॉम्प्युटर पॉवर सप्लाय केसवर सामान्यतः एक लेबल असते जे प्रत्येक व्होल्टेजसाठी जास्तीत जास्त लोड वर्तमान सूचीबद्ध करते. कॅल्क्युलेटरच्या फील्डमध्ये दिलेली व्होल्टेज मूल्ये आणि कमाल लोड करंट प्रविष्ट करणे पुरेसे आहे आणि गणनाच्या परिणामी आम्हाला दिलेल्या व्होल्टेजसाठी लोड रेझिस्टन्सचे मूल्य मिळते. उदाहरणार्थ, जास्तीत जास्त 20 A च्या +5 V च्या व्होल्टेजसाठी, लोड प्रतिरोध 0.25 Ohm असेल.

जौल-लेन्झ कायदा सूत्र

आम्ही संगणकाच्या वीज पुरवठ्यासाठी लोड ब्लॉक बनवण्यासाठी रेझिस्टरचे मूल्य मोजले आहे, परंतु तरीही आम्हाला हे निर्धारित करणे आवश्यक आहे की रेझिस्टरमध्ये कोणती शक्ती असावी? भौतिकशास्त्राचा आणखी एक नियम येथे मदत करेल, जो एकाच वेळी दोन भौतिकशास्त्रज्ञांनी एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे शोधला होता. 1841 मध्ये जेम्स जौल आणि 1842 मध्ये एमिल लेन्झ. या कायद्याचे नाव त्यांच्या नावावर ठेवण्यात आले - जौल-लेन्झ कायदा.

लोडद्वारे वापरली जाणारी शक्ती लागू व्होल्टेज आणि प्रवाही प्रवाह यांच्या थेट प्रमाणात असते.

दुसऱ्या शब्दांत, जेव्हा व्होल्टेज आणि वर्तमान बदलते, तेव्हा वीज वापर प्रमाणानुसार बदलेल. कुठेपी - शक्ती, वॅट्समध्ये मोजली जाते आणि नियुक्त केली जाते; यूप IN; आय- व्होल्टेज, व्होल्ट्समध्ये मोजले जाते आणि अक्षराने दर्शविले जाते ए.

- वर्तमान सामर्थ्य, अँपिअरमध्ये मोजले जाते आणि अक्षराने दर्शविले जाते

विद्युत उपकरणाद्वारे वापरला जाणारा पुरवठा व्होल्टेज आणि वर्तमान जाणून घेतल्यास, ते किती वीज वापरते हे निर्धारित करण्यासाठी तुम्ही सूत्र वापरू शकता. ऑनलाइन कॅल्क्युलेटरमध्ये फक्त खालील बॉक्समध्ये डेटा प्रविष्ट करा.

जौल-लेन्झ कायदा तुम्हाला विद्युत उपकरणाद्वारे वापरला जाणारा विद्युत् प्रवाह त्याची शक्ती आणि पुरवठा व्होल्टेज जाणून घेण्याची परवानगी देतो. विद्युत वायरिंग घालताना वायर क्रॉस-सेक्शन निवडण्यासाठी किंवा रेटिंगची गणना करण्यासाठी, वापरल्या जाणार्या करंटची मात्रा आवश्यक आहे.

दुसरे उदाहरण: तुम्ही तुमच्या कारमध्ये अतिरिक्त हेडलाइट किंवा ध्वनी ॲम्प्लिफायर स्थापित करण्याचे ठरवले आहे. स्थापित केलेल्या विद्युत उपकरणाच्या उर्जेचा वापर जाणून घेतल्यास, वर्तमान वापराची गणना करणे आणि कारच्या इलेक्ट्रिकल वायरिंगच्या कनेक्शनसाठी योग्य वायर क्रॉस-सेक्शन निवडणे सोपे आहे. समजा की अतिरिक्त हेडलाइट 100 W ची उर्जा वापरतो (हेडलाइटमध्ये स्थापित केलेल्या लाइट बल्बची शक्ती), कार नेटवर्कचे ऑन-बोर्ड व्होल्टेज 12 V आहे. आम्ही पॉवर आणि व्होल्टेज मूल्ये बदलतो. कॅल्क्युलेटरच्या खिडक्यांवर, आम्हाला आढळते की विद्युत् प्रवाहाची मात्रा 8.33 A असेल.

फक्त दोन सोपी सूत्रे समजून घेतल्यावर, तुम्ही तारांमधून वाहणारे प्रवाह, कोणत्याही विद्युत उपकरणांच्या वीज वापराची सहज गणना करू शकता - तुम्हाला इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीच्या मूलभूत गोष्टी समजण्यास सुरुवात होईल.

ओहमचे नियम आणि जौल-लेन्झचे रूपांतरित सूत्र

मला इंटरनेटवर एक गोलाकार टॅब्लेटच्या रूपात एक चित्र दिसले, ज्यामध्ये ओहमचा कायदा आणि ज्युल-लेन्झच्या कायद्याची सूत्रे आणि सूत्रांच्या गणितीय परिवर्तनाचे पर्याय यशस्वीरित्या ठेवले आहेत. प्लेट एकमेकांशी असंबंधित चार क्षेत्रांचे प्रतिनिधित्व करते आणि व्यावहारिक वापरासाठी अतिशय सोयीस्कर आहे

टेबलचा वापर करून, इतर दोन ज्ञात असलेल्यांचा वापर करून इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या आवश्यक पॅरामीटरची गणना करण्यासाठी सूत्र निवडणे सोपे आहे. उदाहरणार्थ, आपल्याला पुरवठा नेटवर्कच्या ज्ञात शक्ती आणि व्होल्टेजवर आधारित उत्पादनाचा वर्तमान वापर निर्धारित करणे आवश्यक आहे. सध्याच्या सेक्टरमधील तक्त्याकडे पाहिल्यास, I=P/U हे सूत्र गणनासाठी योग्य आहे.

आणि जर तुम्हाला वीज वापर P आणि वर्तमान I वर आधारित पुरवठा व्होल्टेज U निर्धारित करायचे असेल, तर तुम्ही खालच्या डाव्या सेक्टरचे सूत्र वापरू शकता, सूत्र U=P/I करेल.

सूत्रांमध्ये बदललेले प्रमाण अँपिअर, व्होल्ट, वॅट्स किंवा ओहममध्ये व्यक्त केले जाणे आवश्यक आहे.

रेझिस्टर, कॅपेसिटर आणि इंडक्टर वरील पर्यायी प्रवाह आणि व्होल्टेजचे मोठेपणा जोडून संबंध प्राप्त केले गेले: R I R = U R ;

1 ω C I C = U C ; ω L I L = U L ..

हे संबंध डायरेक्ट करंट सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमच्या कायद्याची आठवण करून देतात, परंतु फक्त आता ते सर्किटच्या एका विभागात थेट प्रवाह आणि व्होल्टेजची मूल्ये समाविष्ट करत नाहीत, परंतु आर, पर्यायी प्रवाह आणि व्होल्टेजचे मोठेपणा मूल्यसंबंध (*) घटकांपैकी एक असलेल्या पर्यायी विद्युत् सर्किटच्या विभागासाठी ओहमचा नियम व्यक्त करतात एलआणि आरसी पर्यायी प्रवाह आणि व्होल्टेजचे मोठेपणा मूल्य. भौतिक प्रमाण

जेव्हा सर्किटच्या एका भागातून वैकल्पिक प्रवाह वाहतो तेव्हा विद्युत चुंबकीय क्षेत्र कार्य करते आणि सर्किटमध्ये जौल उष्णता सोडली जाते. पर्यायी वर्तमान सर्किटमधील तात्काळ शक्ती वर्तमान आणि व्होल्टेजच्या तात्काळ मूल्यांच्या गुणाकाराच्या समान असते: p = J ċ u. व्यावहारिक स्वारस्य म्हणजे पर्यायी चालू कालावधीतील सरासरी पॉवर मूल्य P = P av = I 0 U 0 cos ω t cos (ω t + φ) ¯ .

येथे आय 0 आणि यू 0 – सर्किटच्या दिलेल्या विभागात वर्तमान आणि व्होल्टेजची मोठेपणा मूल्ये, φ – वर्तमान आणि व्होल्टेजमधील फेज शिफ्ट. बार म्हणजे सरासरी चिन्ह. जर सर्किटच्या एका विभागात फक्त एक प्रतिरोधक रोधक असेल तर आर, नंतर फेज शिफ्ट φ = 0 : P R = I R U R cos 2 ω t ¯ = I R U R 2 = I R 2 R 2 .

ही अभिव्यक्ती डायरेक्ट करंट पॉवरच्या सूत्रासह दिसण्यासाठी, करंट आणि व्होल्टेजच्या वर्तमान किंवा प्रभावी मूल्यांच्या संकल्पना सादर केल्या आहेत: I d = I 0 2 ;

U d = U 0 2.

रेझिस्टर असलेल्या सर्किटच्या विभागात सरासरी पर्यायी विद्युत् विद्युत् शक्ती P R = I d U d च्या बरोबरीची आहे. एलजर सर्किटच्या एका विभागात फक्त कॅपेसिटर असेल

, तर करंट आणि व्होल्टेजमधील फेज शिफ्ट φ = π 2 आहे. म्हणून P C = I C U C cos ω t cos (ω t + π 2) ¯ = I C U C cos ω t (- sin ω t) ¯ = 0..

त्याचप्रमाणे, ते दाखवले जाऊ शकते

P L = 0 अशा प्रकारे, एसी सर्किटमधील शक्ती केवळ सक्रिय प्रतिकाराद्वारे सोडली जाते. कॅपेसिटर आणि इंडक्टरमध्ये सरासरी AC पॉवर शून्य आहे.आता आपण एका इलेक्ट्रिकल सर्किटचा विचार करू ज्यामध्ये रेझिस्टर, कॅपॅसिटर आणि कॉइल जोडलेले आहेत. सर्किट हे फ्रिक्वेंसी ω च्या पर्यायी वर्तमान स्त्रोताशी जोडलेले आहे. सर्किटच्या सर्व मालिका-कनेक्ट केलेल्या विभागांमध्ये समान प्रवाह वाहतो. बाह्य स्रोत व्होल्टेज दरम्यान e(t)आणि इलेक्ट्रिक शॉक J(t)ℰ फेज शिफ्ट एका विशिष्ट कोनाने घडते φ. त्यामुळे आपण लिहू शकतो.

J (t) = I 0 cos ωt; e(t) =

0 कॉस (ωt + φ) तात्कालिक वर्तमान आणि व्होल्टेज मूल्यांचे हे रेकॉर्डिंग वेक्टर आकृती (चित्र 2.3.2) वरील बांधकामांशी संबंधित आहे. पर्यायी विद्युत् स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली सरासरी शक्ती P = I 0 ℰ 0 cos ω t cos (ω t + φ) ¯ = I 0 ℰ 0 2 cos φ = I d ℰ d cos φ आहे.ℰ वेक्टर आकृतीवरून पाहिले जाऊ शकते, U R =

0 cos φ आय, म्हणून P = I 0 U R 2 . परिणामी, स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली सर्व शक्ती जौल उष्णतेच्या स्वरूपात रेझिस्टरमध्ये सोडली जाते, जी पूर्वीच्या निष्कर्षाची पुष्टी करते.-साखळी: I 0 = ℰ 0 R 2 + (ω L - 1 ω C) 2.

Z = R 2 + (ω L - 1 ω C) 2 या परिमाणाला अल्टरनेटिंग करंट सर्किटचा प्रतिबाधा म्हणतात. सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेजच्या मोठेपणाच्या मूल्यांमधील संबंध व्यक्त करणारे सूत्र असे लिहिले जाऊ शकते. ZI 0 =ℰ 0 .

या संबंधाला पर्यायी विद्युत् प्रवाहासाठी ओमचा नियम म्हणतात. या विभागाच्या सुरुवातीला दिलेली सूत्रे (*) ओहमच्या कायद्याची (**) विशेष प्रकरणे व्यक्त करतात.

प्रतिबाधाची संकल्पना पर्यायी वर्तमान सर्किटच्या गणनेमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. सर्किटचा एकूण प्रतिकार निश्चित करण्यासाठी, बर्याच बाबतीत वेक्टर आकृत्यांच्या दृश्य पद्धतीचा वापर करणे सोयीचे असते. उदाहरण म्हणून समांतर विचार करा परिणामी, स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली सर्व शक्ती जौल उष्णतेच्या स्वरूपात रेझिस्टरमध्ये सोडली जाते, जी पूर्वीच्या निष्कर्षाची पुष्टी करते.-बाह्य पर्यायी वर्तमान स्त्रोताशी जोडलेले सर्किट (चित्र 2.4.1).

समांतर परिणामी, स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली सर्व शक्ती जौल उष्णतेच्या स्वरूपात रेझिस्टरमध्ये सोडली जाते, जी पूर्वीच्या निष्कर्षाची पुष्टी करते.- सर्किट

वेक्टर आकृती तयार करताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की समांतर कनेक्शनसह, सर्व घटकांवरील व्होल्टेज आर, एलसंबंध (*) घटकांपैकी एक असलेल्या पर्यायी विद्युत् सर्किटच्या विभागासाठी ओहमचा नियम व्यक्त करतात पर्यायी प्रवाह आणि व्होल्टेजचे मोठेपणा मूल्यबाह्य स्त्रोताच्या व्होल्टेजच्या समान आणि समान. सर्किटच्या वेगवेगळ्या शाखांमध्ये वाहणारे प्रवाह केवळ मोठेपणाच्या मूल्यांमध्येच नव्हे तर लागू केलेल्या व्होल्टेजच्या तुलनेत फेज शिफ्टमध्ये देखील भिन्न असतात. म्हणून, सर्किटचा एकूण प्रतिकार डीसी सर्किट्सच्या समांतर कनेक्शनचे नियम वापरून गणना केली जाऊ शकत नाही. समांतर साठी वेक्टर आकृती परिणामी, स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली सर्व शक्ती जौल उष्णतेच्या स्वरूपात रेझिस्टरमध्ये सोडली जाते, जी पूर्वीच्या निष्कर्षाची पुष्टी करते.- समोच्च अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. २.४.२.

समांतर RLC सर्किटसाठी वेक्टर आकृती

आकृतीवरून ते खालीलप्रमाणे आहे: I 0 = ℰ 0 (1 R) 2 + (ω L - 1 ω C) 2.

त्यामुळे, समांतर एकूण प्रतिकार परिणामी, स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली सर्व शक्ती जौल उष्णतेच्या स्वरूपात रेझिस्टरमध्ये सोडली जाते, जी पूर्वीच्या निष्कर्षाची पुष्टी करते.- समोच्च Z = 1 (1 R) 2 + (ω L - 1 ω C) 2 या संबंधाने व्यक्त केला जातो.

समांतर अनुनाद सह ( ω2 = 1/LC) सर्किटचा एकूण प्रतिकार रेझिस्टरच्या सक्रिय प्रतिकाराइतके कमाल मूल्य घेतो: Z = Z कमाल = R.

समांतर रेझोनान्सवर वर्तमान आणि व्होल्टेजमधील फेज शिफ्ट φ शून्य आहे.

इलेक्ट्रिशियन आणि इलेक्ट्रॉनिक्स इंजिनिअरसाठी, मूलभूत कायद्यांपैकी एक म्हणजे ओमचा कायदा. दररोज, काम एखाद्या विशेषज्ञसाठी नवीन आव्हाने निर्माण करते आणि बर्न आऊट रेझिस्टर किंवा घटकांच्या गटासाठी बदली निवडणे आवश्यक असते. इलेक्ट्रिशियनला अनेकदा केबल्स बदलावे लागतात; योग्य निवडण्यासाठी, तुम्हाला लोडमधील विद्युत् प्रवाहाचा "अंदाज" करणे आवश्यक आहे, म्हणून तुम्हाला दैनंदिन जीवनातील सर्वात सोप्या भौतिक नियमांचा आणि संबंधांचा वापर करावा लागेल. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये ओमच्या कायद्याचे महत्त्व खूप मोठे आहे; तसे, इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीतील बहुतेक डिप्लोमा कार्ये एका सूत्रानुसार 70-90% ने मोजली जातात.

ऐतिहासिक पार्श्वभूमी

जर्मन शास्त्रज्ञ जॉर्ज ओम यांनी 1826 मध्ये ओमचा कायदा शोधला ते वर्ष. वर्तमान, व्होल्टेज आणि कंडक्टरचा प्रकार यांच्यातील संबंधांवरील कायद्याचे त्यांनी प्रायोगिकपणे निर्धारण केले आणि त्याचे वर्णन केले. नंतर असे दिसून आले की तिसरा घटक प्रतिकारापेक्षा अधिक काही नाही. त्यानंतर, या कायद्याला शोधकर्त्याचे नाव देण्यात आले, परंतु हे प्रकरण कायद्यापुरते मर्यादित नव्हते, त्यांच्या कार्याला श्रद्धांजली म्हणून त्यांच्या नावावर एक भौतिक प्रमाण ठेवले गेले.

ज्या प्रमाणामध्ये प्रतिकार मोजला जातो त्याला जॉर्ज ओमचे नाव देण्यात आले आहे. उदाहरणार्थ, प्रतिरोधकांची दोन मुख्य वैशिष्ट्ये आहेत: वॅट्समधील शक्ती आणि प्रतिकार - ओहम, किलो-ओम, मेगा-ओम, इ. मध्ये मोजण्याचे एकक.

सर्किट विभागासाठी ओमचा नियम

ईएमएफ नसलेल्या इलेक्ट्रिकल सर्किटचे वर्णन करण्यासाठी, आपण सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमचा नियम वापरू शकता. रेकॉर्डिंगचा हा सर्वात सोपा प्रकार आहे. हे असे दिसते:

जेथे I विद्युतप्रवाह आहे, अँपिअरमध्ये मोजला जातो, U हा व्होल्टमधील व्होल्टेज आहे, R हा ओममध्ये प्रतिकार आहे.

हे सूत्र आम्हाला सांगते की विद्युत प्रवाह थेट व्होल्टेजच्या प्रमाणात आणि प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात आहे - हे ओमच्या नियमाचे अचूक सूत्र आहे. या सूत्राचा भौतिक अर्थ म्हणजे ज्ञात प्रतिरोध आणि व्होल्टेजसह सर्किटच्या एका विभागाद्वारे विद्युत् प्रवाहाच्या अवलंबनाचे वर्णन करणे.

लक्ष द्या!हे सूत्र थेट प्रवाहासाठी वैध आहे; त्यात थोडा फरक आहे;

विद्युत परिमाणांमधील संबंधाव्यतिरिक्त, हा फॉर्म आम्हाला सांगते की विद्युत्विरोधक विरुद्ध व्होल्टेजचा आलेख रेषीय आहे आणि कार्य समीकरण समाधानी आहे:

f(x) = ky किंवा f(u) = IR किंवा f(u)=(1/R)*I

सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमचा नियम सर्किटच्या विभागातील रेझिस्टरच्या प्रतिकाराची गणना करण्यासाठी किंवा ज्ञात व्होल्टेज आणि प्रतिकारांवर विद्युत् प्रवाह निश्चित करण्यासाठी वापरला जातो. उदाहरणार्थ, आमच्याकडे 6 ohms च्या रेझिस्टन्ससह R आहे, त्याच्या टर्मिनल्सवर 12 V चा व्होल्टेज लावला जातो. चला गणना करूया:

I=12 V/6 Ohm=2 A

आदर्श कंडक्टरला कोणताही प्रतिकार नसतो, परंतु तो ज्या पदार्थापासून बनतो त्या पदार्थाच्या रेणूंच्या संरचनेमुळे, कोणत्याही प्रवाहकीय शरीरास प्रतिकार असतो. उदाहरणार्थ, होम इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्समध्ये ॲल्युमिनियमपासून तांबे वायर्समध्ये संक्रमण होण्याचे हे कारण होते. तांब्याची प्रतिरोधकता (ओहम प्रति 1 मीटर लांबी) ॲल्युमिनियमपेक्षा कमी आहे. त्यानुसार, तांब्याच्या तारा कमी तापतात आणि जास्त प्रवाह सहन करतात, याचा अर्थ तुम्ही लहान क्रॉस-सेक्शनची वायर वापरू शकता.

दुसरे उदाहरण असे आहे की हीटिंग डिव्हाइसेस आणि प्रतिरोधकांच्या सर्पिलमध्ये उच्च प्रतिरोधकता असते, कारण निक्रोम, कंथल इत्यादी विविध उच्च-प्रतिरोधक धातूंपासून बनविलेले असतात. जेव्हा चार्ज वाहक कंडक्टरमधून जातात तेव्हा ते क्रिस्टल जाळीतील कणांशी टक्कर देतात, परिणामी ऊर्जा उष्णता आणि कंडक्टरच्या स्वरूपात सोडली जाते. गरम होते. विद्युतप्रवाह जितका जास्त, तितकी टक्कर जास्त, गरम होते.

हीटिंग कमी करण्यासाठी, कंडक्टर एकतर लहान करणे आवश्यक आहे किंवा त्याची जाडी (क्रॉस-सेक्शनल एरिया) वाढवणे आवश्यक आहे. ही माहिती सूत्र म्हणून लिहिली जाऊ शकते:

आर वायर =ρ(L/S)

जेथे ρ ही ओहम*मिमी 2/m मध्ये प्रतिरोधकता आहे, L ही m मध्ये लांबी आहे, S हे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र आहे.

समांतर आणि मालिका सर्किटसाठी ओमचा नियम

कनेक्शनच्या प्रकारावर अवलंबून, वर्तमान प्रवाह आणि व्होल्टेज वितरणाचे वेगवेगळे नमुने पाळले जातात. सर्किटच्या एका विभागासाठी मालिकेतील घटक जोडणारे व्होल्टेज, विद्युत् प्रवाह आणि प्रतिकार सूत्रानुसार आढळतात:

याचा अर्थ असा की समान प्रवाह मालिकेत जोडलेल्या घटकांच्या अनियंत्रित संख्येच्या सर्किटमध्ये वाहतो. या प्रकरणात, सर्व घटकांवर लागू केलेले व्होल्टेज (व्होल्टेज थेंबांची बेरीज) उर्जा स्त्रोताच्या आउटपुट व्होल्टेजच्या समान आहे. प्रत्येक घटकास स्वतंत्रपणे स्वतःचे व्होल्टेज लागू केले जाते आणि ते विशिष्ट घटकाच्या वर्तमान शक्ती आणि प्रतिकारांवर अवलंबून असते:

U el =I*R घटक

समांतर-कनेक्ट केलेल्या घटकांसाठी सर्किट विभागाचा प्रतिकार सूत्र वापरून मोजला जातो:

1/R=1/R1+1/R2

मिश्रित कनेक्शनसाठी, साखळी समतुल्य स्वरूपात कमी करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, जर एक रेझिस्टर दोन समांतर-कनेक्ट केलेल्या प्रतिरोधकांशी जोडलेला असेल, तर प्रथम समांतर-कनेक्ट केलेल्या प्रतिरोधकांची गणना करा. तुम्हाला दोन रेझिस्टर्सचा एकूण रेझिस्टन्स मिळेल आणि तुम्हाला ते तिसऱ्यामध्ये जोडायचे आहे, जे त्यांच्याशी सिरीजमध्ये जोडलेले आहे.

संपूर्ण सर्किटसाठी ओमचा नियम

पूर्ण सर्किटसाठी उर्जा स्त्रोत आवश्यक आहे. एक आदर्श उर्जा स्त्रोत एक डिव्हाइस आहे ज्यामध्ये एकमात्र वैशिष्ट्य आहे:

• व्होल्टेज, जर ते ईएमएफचे स्त्रोत असेल;
• वर्तमान शक्ती, जर ते वर्तमान स्त्रोत असेल;

असा उर्जा स्त्रोत अपरिवर्तित आउटपुट पॅरामीटर्ससह कोणतीही शक्ती वितरीत करण्यास सक्षम आहे. वास्तविक उर्जा स्त्रोतामध्ये, पॉवर आणि अंतर्गत प्रतिकार यासारखे पॅरामीटर्स देखील आहेत. थोडक्यात, अंतर्गत प्रतिकार हा EMF स्त्रोतासह मालिकेत स्थापित केलेला एक काल्पनिक प्रतिरोधक आहे.

संपूर्ण सर्किटसाठी ओमचे नियम सूत्र सारखेच दिसते, परंतु आयपीचा अंतर्गत प्रतिकार जोडला जातो. संपूर्ण साखळीसाठी ते सूत्रानुसार लिहिलेले आहे:

I=ε/(R+r)

जेथे ε व्होल्टमध्ये EMF आहे, R हा भार प्रतिरोध आहे, r हा उर्जा स्त्रोताचा अंतर्गत प्रतिकार आहे.

व्यवहारात, अंतर्गत प्रतिकार हा ओहमचा अंश असतो आणि गॅल्व्हॅनिक स्त्रोतांसाठी ते लक्षणीय वाढते. तुम्ही हे पाहिले असेल जेव्हा दोन बॅटरी (नवीन आणि मृत) मध्ये समान व्होल्टेज असते, परंतु एक आवश्यक विद्युत प्रवाह तयार करते आणि योग्यरित्या कार्य करते आणि दुसरी कार्य करत नाही, कारण... अगदी कमी लोड येथे sags.

विभेदक आणि अविभाज्य स्वरूपात ओमचा नियम

सर्किटच्या एकसंध विभागासाठी, वरील सूत्रे वैध आहेत, नॉन-युनिफॉर्म कंडक्टरसाठी, त्यास सर्वात लहान विभागांमध्ये विभागणे आवश्यक आहे जेणेकरून या विभागामध्ये त्याच्या परिमाणांमधील बदल कमी केले जातील. याला विभेदक स्वरूपात ओमचा नियम म्हणतात.

दुसऱ्या शब्दांत: वर्तमान घनता कंडक्टरच्या अमर्याद लहान भागासाठी व्होल्टेज आणि चालकता यांच्या थेट प्रमाणात असते.

अविभाज्य स्वरूपात:

पर्यायी प्रवाहासाठी ओमचा नियम

वैकल्पिक वर्तमान सर्किट्सची गणना करताना, प्रतिकार संकल्पनेऐवजी, "प्रतिबाधा" ची संकल्पना सादर केली जाते. प्रतिबाधा Z अक्षराने दर्शविली जाते, त्यात सक्रिय लोड प्रतिरोधक R a आणि प्रतिक्रिया X (किंवा R r) समाविष्ट आहे. हे सायनसॉइडल करंटच्या आकारामुळे (आणि इतर कोणत्याही आकारांचे प्रवाह) आणि प्रेरक घटकांचे मापदंड, तसेच कम्युटेशनच्या नियमांमुळे आहे:

1. इंडक्टन्स असलेल्या सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह त्वरित बदलू शकत नाही.
2. कॅपेसिटरसह सर्किटमधील व्होल्टेज त्वरित बदलू शकत नाही.

अशा प्रकारे, विद्युत् प्रवाह मागे पडणे किंवा व्होल्टेजचे नेतृत्व करण्यास सुरवात करते आणि एकूण शक्ती सक्रिय आणि प्रतिक्रियाशील मध्ये विभागली जाते.

X L आणि X C हे लोडचे प्रतिक्रियाशील घटक आहेत.

या संदर्भात, cosФ मूल्य सादर केले आहे:

येथे – क्यू – पर्यायी वर्तमान आणि प्रेरक-कॅपॅसिटिव्ह घटकांमुळे प्रतिक्रियाशील शक्ती, P – सक्रिय शक्ती (सक्रिय घटकांवर वितरित), S – स्पष्ट शक्ती, cosФ – पॉवर फॅक्टर.

तुमच्या लक्षात आले असेल की सूत्र आणि त्याचे प्रतिनिधित्व पायथागोरियन प्रमेयाशी ओव्हरलॅप होते. हे खरोखर खरे आहे, आणि कोन Ф लोडचा प्रतिक्रियाशील घटक किती मोठा आहे यावर अवलंबून असतो - ते जितके मोठे असेल तितके मोठे असेल. सराव मध्ये, हे या वस्तुस्थितीकडे नेत आहे की नेटवर्कमध्ये प्रत्यक्षात वाहणारा प्रवाह घरगुती मीटरने नोंदवलेल्यापेक्षा जास्त आहे, तर एंटरप्राइजेस पूर्ण शक्तीसाठी पैसे देतात.

या प्रकरणात, प्रतिकार जटिल स्वरूपात सादर केला जातो:

येथे j हे काल्पनिक एकक आहे, जे समीकरणांच्या जटिल स्वरूपासाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे. हे कमी वेळा i म्हणून दर्शविले जाते, परंतु विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये पर्यायी प्रवाहाचे प्रभावी मूल्य देखील सूचित केले जाते, म्हणून, गोंधळात पडू नये म्हणून, j वापरणे चांगले आहे.

काल्पनिक एकक √-1 च्या बरोबरीचे आहे. हे तर्कसंगत आहे की अशी कोणतीही संख्या नाही, जेव्हा वर्ग केला जातो, ज्यामुळे “-1” चे नकारात्मक परिणाम होऊ शकतात.

ओमचा नियम कसा लक्षात ठेवायचा

ओमचा नियम लक्षात ठेवण्यासाठी, तुम्ही फॉर्म्युलेशन सोप्या शब्दात लक्षात ठेवू शकता जसे की:

व्होल्टेज जितका जास्त असेल तितका जास्त प्रतिरोधक, कमी प्रवाह.

किंवा निमोनिक चित्रे आणि नियम वापरा. प्रथम पिरॅमिडच्या स्वरूपात ओमच्या कायद्याचे सादरीकरण आहे - थोडक्यात आणि स्पष्टपणे.

निमोनिक नियम हे साध्या आणि सुलभ समज आणि अभ्यासासाठी संकल्पनेचे एक सरलीकृत रूप आहे. एकतर शाब्दिक स्वरूपात किंवा ग्राफिक स्वरूपात असू शकते. आवश्यक फॉर्म्युला योग्यरित्या शोधण्यासाठी, इच्छित प्रमाण आपल्या बोटाने झाकून घ्या आणि उत्पादन किंवा भागाच्या स्वरूपात उत्तर मिळवा. हे कसे कार्य करते ते येथे आहे:

दुसरे म्हणजे व्यंगचित्राचे प्रतिनिधित्व. हे येथे दर्शविले आहे: ओहम जितका जास्त प्रयत्न करेल तितके अँपियर पास करणे अधिक कठीण आहे आणि जितके जास्त व्होल्ट्स तितके अँपिअर पास करणे सोपे आहे.

विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये ओमचा नियम हा मूलभूत नियमांपैकी एक आहे, त्याच्या माहितीशिवाय, बहुतेक गणना करणे अशक्य आहे. आणि दैनंदिन कामात अनेकदा प्रतिकार करून विद्युत् प्रवाह बदलणे किंवा निर्धारित करणे आवश्यक असते. त्याची व्युत्पत्ती आणि सर्व प्रमाणांचे मूळ समजून घेणे अजिबात आवश्यक नाही - परंतु अंतिम सूत्रांमध्ये प्रभुत्व असणे आवश्यक आहे. शेवटी, मी हे लक्षात घेऊ इच्छितो की इलेक्ट्रिशियनमध्ये एक जुना विनोद आहे: "तुम्ही ओमला ओळखत नसाल तर घरीच राहा."आणि जर प्रत्येक विनोदात सत्याचा कण असेल तर येथे हे सत्य 100% आहे. जर तुम्हाला व्यवहारात व्यावसायिक बनायचे असेल तर सैद्धांतिक पायाचा अभ्यास करा आणि आमच्या साइटवरील इतर लेख तुम्हाला यामध्ये मदत करतील.

लाइक( 0 ) मला ते आवडत नाही( 0 )

1826 मध्ये जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जॉर्ज ओम यांनी ओहमचा नियम शोधला होता आणि तेव्हापासून सिद्धांत आणि व्यवहारात विद्युत क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात आहे. हे एका सुप्रसिद्ध सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाते, ज्याद्वारे आपण जवळजवळ कोणत्याही इलेक्ट्रिकल सर्किटवर गणना करू शकता. तथापि, ऑल्टरनेटिंग करंटसाठी ओमच्या कायद्याची स्वतःची वैशिष्ट्ये आणि थेट करंट कनेक्शनमधील फरक आहेत, प्रतिक्रियात्मक घटकांच्या उपस्थितीद्वारे निर्धारित केले जातात. त्याच्या कार्याचे सार समजून घेण्यासाठी, आपल्याला इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या स्वतंत्र विभागापासून प्रारंभ करून, साध्या ते जटिल पर्यंत संपूर्ण साखळीतून जाणे आवश्यक आहे.

सर्किट विभागासाठी ओमचा नियम

ओमचा नियम विविध प्रकारच्या इलेक्ट्रिकल सर्किट्ससाठी कार्य करणारा मानला जातो. डायरेक्ट किंवा अल्टरनेटिंग करंट सर्किटच्या वेगळ्या विभागात लागू केलेल्या I = U/R या सूत्राद्वारे हे चांगले ओळखले जाते.

त्यामध्ये विद्युत् प्रवाह (I), अँपिअरमध्ये मोजले जाणारे, व्होल्टेज (U), व्होल्टमध्ये मोजले जाणारे आणि प्रतिरोध (R), ओममध्ये मोजले जाणारे व्याख्या आहेत.

या सूत्राची व्यापकपणे स्वीकारलेली व्याख्या सुप्रसिद्ध संकल्पनेद्वारे व्यक्त केली जाते: वर्तमान शक्ती थेट व्होल्टेजच्या प्रमाणात असते आणि सर्किटच्या विशिष्ट विभागावरील प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असते. जर व्होल्टेज वाढले, तर विद्युत् प्रवाह वाढतो आणि प्रतिकार वाढल्याने विद्युत् प्रवाह कमी होतो. या विभागावरील प्रतिकारामध्ये केवळ एकच नाही तर एकमेकांशी जोडलेल्या अनेक घटकांचा देखील समावेश असू शकतो.

थेट प्रवाहासाठी ओहमच्या नियमाचे सूत्र सामान्य आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या विशेष त्रिकोणाचा वापर करून सहजपणे लक्षात ठेवता येते. हे तीन विभागांमध्ये विभागले गेले आहे, त्या प्रत्येकामध्ये स्वतंत्र पॅरामीटर आहे. हा इशारा जलद आणि सहज इच्छित मूल्य शोधणे शक्य करते. आवश्यक सूचक बोटाने झाकलेले आहे आणि उर्वरित कृती एकमेकांशी संबंधित त्यांच्या स्थितीनुसार केल्या जातात.

जर ते समान स्तरावर स्थित असतील तर त्यांना गुणाकार करणे आवश्यक आहे आणि जर ते वेगवेगळ्या स्तरांवर असतील तर वरच्या पॅरामीटरला खालच्या एकाने विभाजित केले आहे. ही पद्धत नवशिक्या इलेक्ट्रिकल अभियंत्यांना गणनेतील गोंधळ टाळण्यास मदत करेल.

संपूर्ण सर्किटसाठी ओमचा नियम

विभाग आणि संपूर्ण शृंखलामध्ये काही फरक आहेत. एक विभाग किंवा विभाग हा विद्युत् प्रवाह किंवा व्होल्टेज स्त्रोतामध्ये स्थित सामान्य सर्किटचा एक भाग मानला जातो. यात विविध प्रकारे वर्तमान स्त्रोताशी जोडलेले एक किंवा अधिक घटक असतात.

संपूर्ण सर्किट सिस्टीम हे एक सामान्य सर्किट असते ज्यामध्ये बॅटरी, विविध प्रकारचे भार आणि त्यांना जोडणाऱ्या वायर्ससह अनेक सर्किट असतात. हे ओमच्या नियमानुसार देखील कार्य करते आणि प्रॅक्टिसमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, पर्यायी प्रवाहासह.

संपूर्ण डीसी सर्किटमध्ये ओमच्या नियमाच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत एक साधा प्रयोग करून स्पष्टपणे पाहिले जाऊ शकते. आकृती दाखवल्याप्रमाणे, यासाठी इलेक्ट्रोडवर U व्होल्टेज असलेला वर्तमान स्रोत, कोणताही स्थिर प्रतिकार R आणि कनेक्टिंग वायरची आवश्यकता असेल. प्रतिकार म्हणून आपण नियमित इनॅन्डेन्सेंट दिवा वापरू शकता. धातूच्या कंडक्टरच्या आत फिरणाऱ्या इलेक्ट्रॉन्सने निर्माण केलेला विद्युत् प्रवाह त्याच्या धाग्यातून वाहतो, सूत्र I = U/R नुसार.

कॉमन सर्किट सिस्टीममध्ये बाह्य विभागाचा समावेश असेल, ज्यामध्ये प्रतिकार, कनेक्टिंग वायर आणि बॅटरी संपर्क आणि वर्तमान स्त्रोताच्या इलेक्ट्रोड्स दरम्यान स्थित एक अंतर्गत विभाग असेल. सकारात्मक आणि ऋण शुल्कासह आयनांनी तयार केलेला विद्युत् प्रवाह देखील अंतर्गत विभागातून वाहतो. कॅथोड आणि एनोड प्लस आणि मायनससह शुल्क जमा करण्यास सुरवात करतील, त्यानंतर त्यांच्यामध्ये एक शुल्क दिसून येईल.

आयनच्या संपूर्ण हालचालीला बॅटरी r च्या अंतर्गत प्रतिकारामुळे बाधा येईल, जे बाह्य सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाहाचे आउटपुट मर्यादित करते आणि त्याची शक्ती एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत कमी करते. परिणामी, सामान्य सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह अंतर्गत आणि बाह्य सर्किट्समध्ये जातो, पर्यायाने विभागांच्या एकूण प्रतिकारांवर (R+r) मात करतो. विद्युत् प्रवाहाचा आकार इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स सारख्या संकल्पनेद्वारे प्रभावित होतो - ईएमएफ इलेक्ट्रोड्सवर लागू केले जाते, ई चिन्हाद्वारे सूचित केले जाते.

बाह्य सर्किट बंद करून व्होल्टमीटर वापरून EMF मूल्य बॅटरी टर्मिनल्सवर मोजले जाऊ शकते. लोड कनेक्ट केल्यानंतर, व्होल्टेज U ची उपस्थिती व्होल्टमीटरवर दिसून येईल अशा प्रकारे, जेव्हा लोड डिस्कनेक्ट केला जातो तेव्हा U = E, बाह्य सर्किट U कनेक्ट करताना< E.

EMF संपूर्ण सर्किटमध्ये शुल्काच्या हालचालीला चालना देते आणि वर्तमान ताकद I = E/(R+r) निर्धारित करते. हे सूत्र संपूर्ण डीसी इलेक्ट्रिकल सर्किटसाठी ओमचे नियम प्रतिबिंबित करते. हे स्पष्टपणे अंतर्गत आणि बाह्य रूपरेषा दर्शविते. लोड डिस्कनेक्ट झाल्यास, चार्ज केलेले कण अजूनही बॅटरीमध्ये फिरतील. या घटनेला सेल्फ-डिस्चार्ज करंट म्हणतात, ज्यामुळे कॅथोडमधील धातूच्या कणांचा अनावश्यक वापर होतो.

उर्जा स्त्रोताच्या अंतर्गत उर्जेच्या प्रभावाखाली, प्रतिरोधनामुळे गरम होते आणि घटकाच्या बाहेर त्याचे विघटन होते. हळूहळू, बॅटरी चार्ज ट्रेसशिवाय पूर्णपणे अदृश्य होते.

ऑल्टरनेटिंग करंट सर्किटसाठी ओमचा नियम

एसी सर्किट्ससाठी, ओमचा नियम वेगळा दिसेल. जर आपण सूत्र I = U/R आधार म्हणून घेतले, तर सक्रिय प्रतिकार R व्यतिरिक्त, इंडक्टिव XL आणि कॅपेसिटिव्ह XC रेझिस्टन्स, ज्यांना प्रतिक्रियात्मक म्हणून वर्गीकृत केले जाते, जोडले जातात. अशा इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचा वापर केवळ सक्रिय प्रतिकार असलेल्या कनेक्शनपेक्षा अधिक वेळा केला जातो आणि आपल्याला कोणत्याही पर्यायांची गणना करण्यास अनुमती देते.

यामध्ये ω पॅरामीटर देखील समाविष्ट आहे, जी नेटवर्कची चक्रीय वारंवारता आहे. त्याचे मूल्य ω = 2πf या सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते, ज्यामध्ये f ही या नेटवर्कची वारंवारता (Hz) आहे. स्थिर प्रवाहावर, ही वारंवारता शून्याच्या बरोबरीची असेल आणि कॅपेसिटन्स अनंत मूल्य घेईल. या प्रकरणात, डीसी इलेक्ट्रिकल सर्किट खंडित होईल, म्हणजे, कोणतीही प्रतिक्रिया नाही.

व्होल्टेज स्त्रोताचा अपवाद वगळता एक पर्यायी वर्तमान सर्किट थेट करंट सर्किटपेक्षा भिन्न नाही. सामान्य सूत्र समान राहते, परंतु जेव्हा प्रतिक्रियाशील घटक जोडले जातात तेव्हा त्याची सामग्री पूर्णपणे बदलते. पॅरामीटर f यापुढे शून्य राहणार नाही, जे प्रतिक्रियेची उपस्थिती दर्शवते. त्याचा सर्किटमध्ये वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहावरही परिणाम होतो आणि अनुनाद निर्माण होतो. Z हे चिन्ह लूप प्रतिबाधा दर्शविण्यासाठी वापरले जाते.

चिन्हांकित मूल्य सक्रिय प्रतिकाराप्रमाणे असणार नाही, म्हणजेच Z ≠ R. पर्यायी प्रवाहासाठी ओहमचा नियम आता I = U/Z या सूत्रासारखा दिसेल. या वैशिष्ट्यांचे ज्ञान आणि सूत्रांचा योग्य वापर विद्युत समस्यांचे चुकीचे निराकरण टाळण्यास आणि वैयक्तिक सर्किट घटकांचे अपयश टाळण्यास मदत करेल.

बुकमार्कमध्ये साइट जोडा

ओमचा कायदा

आकृती एका परिचित साध्या इलेक्ट्रिकल सर्किटचे आकृती दर्शवते. या बंद सर्किटमध्ये तीन घटक असतात:

• व्होल्टेज स्त्रोत - जीबी बॅटरी;
• वर्तमान ग्राहक - लोड आर, जे असू शकते, उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रिक दिवा किंवा रेझिस्टरचा फिलामेंट;
• व्होल्टेज स्त्रोताला लोडशी जोडणारे कंडक्टर.

तसे, जर हे सर्किट एका स्विचसह पूरक असेल, तर तुम्हाला पॉकेट इलेक्ट्रिक फ्लॅशलाइटसाठी संपूर्ण सर्किट मिळेल. लोड आर, ज्यामध्ये विशिष्ट प्रतिकार असतो, तो सर्किटचा एक विभाग आहे.

सर्किटच्या या विभागातील विद्युत् प्रवाहाचे मूल्य त्यावर कार्य करणाऱ्या व्होल्टेजवर आणि त्याच्या प्रतिकारावर अवलंबून असते: व्होल्टेज जितका जास्त असेल आणि प्रतिकार जितका कमी असेल तितका जास्त प्रवाह सर्किटच्या विभागातून वाहतो.

व्होल्टेज आणि प्रतिकारावरील विद्युत् प्रवाहाचे हे अवलंबित्व खालील सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाते:

• I - वर्तमान, अँपिअरमध्ये व्यक्त, ए;
• यू - व्होल्टमध्ये व्होल्टेज, व्ही;
• आर - ओममधील प्रतिकार, ओम.

ही गणिती अभिव्यक्ती खालीलप्रमाणे वाचली जाते: सर्किटच्या एका विभागातील विद्युत् प्रवाह त्याच्या ओलांडलेल्या व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि त्याच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात आहे. हा इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीचा मूलभूत नियम आहे, ज्याला इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या विभागासाठी ओहमचा कायदा (जी. ओमच्या आडनावानंतर) म्हणतात. ओमच्या नियमाचा वापर करून, आपण दोन ज्ञात विद्युत प्रमाणांमधून अज्ञात तृतीयांश शोधू शकता. ओमच्या कायद्याच्या व्यावहारिक वापराची काही उदाहरणे येथे आहेत:

1. पहिले उदाहरण. 25 V चा व्होल्टेज सर्किटच्या एका विभागात 5 ohms च्या प्रतिकारासह लागू केला जातो, सर्किटच्या या विभागात विद्युत् प्रवाहाचे मूल्य शोधणे आवश्यक आहे. उपाय: I = U/R = 25 / 5 = 5 A.
2. दुसरे उदाहरण. 12 V चा व्होल्टेज सर्किटच्या एका भागावर कार्य करतो, त्यात 20 mA चा प्रवाह तयार करतो. सर्किटच्या या विभागाचा प्रतिकार किती आहे? सर्व प्रथम, वर्तमान 20 एमए अँपिअरमध्ये व्यक्त करणे आवश्यक आहे. हे 0.02 A असेल. नंतर R = 12 / 0.02 = 600 Ohms.
3. तिसरे उदाहरण. 10 kOhm च्या प्रतिकारासह सर्किटच्या एका भागातून 20 mA चा प्रवाह वाहतो. सर्किटच्या या विभागावर व्होल्टेज काय कार्य करते? येथे, मागील उदाहरणाप्रमाणे, विद्युत् प्रवाह अँपिअर (20 mA = 0.02 A), ohms मध्ये (10 kOhm = 10000 Ohms) मध्ये व्यक्त करणे आवश्यक आहे. म्हणून, U = IR = 0.02×10000 = 200 V.

फ्लॅट फ्लॅशलाइटच्या इनॅन्डेन्सेंट लॅम्प बेसवर 0.28 A आणि 3.5 V. या माहितीचा अर्थ काय आहे? लाइट बल्ब सामान्यपणे 0.28 A च्या विद्युत् प्रवाहाने चमकेल हे तथ्य, जे 3.5 V च्या व्होल्टेजद्वारे निर्धारित केले जाते. ओहमच्या नियमाचा वापर करून, लाइट बल्बच्या तापलेल्या फिलामेंटचा प्रतिकार R = 3.5 / आहे हे मोजणे सोपे आहे. 0.28 = 12.5 ओम.

हे लाइट बल्बच्या तापलेल्या फिलामेंटचे प्रतिरोधक आहे; ओमचा नियम केवळ एका विभागासाठीच नव्हे तर संपूर्ण इलेक्ट्रिकल सर्किटसाठी देखील वैध आहे. या प्रकरणात, वर्तमान स्त्रोताच्या अंतर्गत प्रतिकारासह सर्किटच्या सर्व घटकांचा एकूण प्रतिकार R च्या मूल्यामध्ये बदलला जातो. तथापि, सर्वात सोप्या सर्किट गणनेमध्ये, कनेक्टिंग कंडक्टरचा प्रतिकार आणि वर्तमान स्त्रोताच्या अंतर्गत प्रतिकारांकडे सहसा दुर्लक्ष केले जाते.

या संदर्भात, आणखी एक उदाहरण देणे आवश्यक आहे: इलेक्ट्रिक लाइटिंग नेटवर्कचे व्होल्टेज 220 V आहे. जर लोड प्रतिरोध 1000 ओहम असेल तर सर्किटमध्ये कोणता प्रवाह प्रवाहित होईल? ऊत्तराची: I = U/R = 220 / 1000 = 0.22 A. एक इलेक्ट्रिक सोल्डरिंग लोह अंदाजे हा प्रवाह वापरतो.

हे सर्व सूत्र, जे ओमच्या नियमाचे पालन करतात, ते पर्यायी वर्तमान सर्किट्सची गणना करण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकतात, परंतु सर्किट्समध्ये कोणतेही इंडक्टर आणि कॅपेसिटर नसतात.

ओमचा नियम आणि त्यातून काढलेली गणना सूत्रे लक्षात ठेवणे अगदी सोपे आहे जर तुम्ही हे ग्राफिकल आकृती वापरत असाल तर हा ओहमच्या नियमाचा तथाकथित त्रिकोण आहे.

हा त्रिकोण वापरणे सोपे आहे; फक्त स्पष्टपणे लक्षात ठेवा की त्यातील क्षैतिज रेषा म्हणजे भागाकार चिन्ह (अपूर्णांक रेषेप्रमाणे), आणि उभ्या रेषा म्हणजे गुणाकार चिन्ह.

आता आपण खालील प्रश्नाचा विचार केला पाहिजे: सर्किटमध्ये लोड असलेल्या मालिकेत किंवा त्याच्या समांतर जोडलेल्या रेझिस्टरचा विद्युत् प्रवाहावर कसा परिणाम होतो? हे उदाहरणासह समजून घेणे अधिक चांगले आहे. गोल इलेक्ट्रिक फ्लॅशलाइटमधून एक लाइट बल्ब आहे, जो 2.5 V च्या व्होल्टेजसाठी आणि 0.075 A च्या करंटसाठी डिझाइन केलेला आहे. हा लाइट बल्ब 3336L बॅटरीमधून चालू करणे शक्य आहे का, ज्याचा प्रारंभिक व्होल्टेज 4.5 V आहे?

या लाइट बल्बच्या तापलेल्या फिलामेंटमध्ये 30 ohms पेक्षा किंचित जास्त प्रतिकार आहे हे मोजणे सोपे आहे. जर तुम्ही ती ताज्या 3336L बॅटरीमधून पॉवर केली तर, ओमच्या नियमानुसार, लाइट बल्बच्या फिलामेंटमधून एक विद्युतप्रवाह वाहेल, ज्यासाठी ते डिझाइन केले आहे त्याच्या जवळजवळ दुप्पट. थ्रेड अशा ओव्हरलोडचा सामना करणार नाही; तो जास्त गरम होईल आणि कोसळेल. परंतु सर्किटसह मालिकेत अतिरिक्त 25 ओहम रेझिस्टर जोडल्यास हा लाइट बल्ब अद्याप 336L बॅटरीमधून चालविला जाऊ शकतो.

या प्रकरणात, बाह्य सर्किटचा एकूण प्रतिकार अंदाजे 55 Ohms असेल, म्हणजेच 30 Ohms - लाइट बल्ब फिलामेंट H अधिक 25 Ohms - अतिरिक्त रेझिस्टर R चा प्रतिकार. परिणामी, अंदाजे विद्युत् प्रवाहाच्या समान 0.08 A सर्किटमध्ये प्रवाहित होईल, म्हणजेच जवळजवळ तेच आहे ज्यासाठी लाइट बल्बचे फिलामेंट डिझाइन केले आहे.

हा लाइट बल्ब जास्त व्होल्टेज असलेल्या बॅटरीमधून किंवा इलेक्ट्रिक लाइटिंग नेटवर्कमधून देखील चालविला जाऊ शकतो, जर तुम्ही योग्य प्रतिरोधक रोधक निवडलात. या उदाहरणात, अतिरिक्त रेझिस्टर सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह आम्हाला आवश्यक असलेल्या मूल्यापर्यंत मर्यादित करतो. त्याचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितका सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह कमी असेल. या प्रकरणात, सर्किटशी मालिकेत दोन प्रतिकार जोडलेले होते: लाइट बल्ब फिलामेंटचा प्रतिकार आणि रेझिस्टरचा प्रतिकार. आणि प्रतिरोधकांच्या मालिकेतील कनेक्शनसह, सर्किटच्या सर्व बिंदूंवर विद्युत प्रवाह समान असतो.

तुम्ही कोणत्याही बिंदूवर ammeter चालू करू शकता आणि ते सर्वत्र समान मूल्य दर्शवेल. या घटनेची तुलना नदीतील पाण्याच्या प्रवाहाशी करता येईल. वेगवेगळ्या भागात नदीचे पात्र रुंद किंवा अरुंद, खोल किंवा उथळ असू शकते. तथापि, ठराविक कालावधीत, समान प्रमाणात पाणी नदीच्या कोणत्याही विभागाच्या क्रॉस सेक्शनमधून नेहमी जाते.

लोडसह मालिकेत जोडलेले अतिरिक्त रोधक एक प्रतिरोधक मानले जाऊ शकते जे सर्किटमध्ये कार्यरत व्होल्टेजचा भाग "शमवते". अतिरिक्त रेझिस्टरद्वारे विझलेला व्होल्टेज किंवा, जसे ते म्हणतात, त्या ओलांडून खाली पडतात, या रोधकाचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितका मोठा असेल. अतिरिक्त रेझिस्टरचा वर्तमान आणि प्रतिकार जाणून घेतल्यास, त्याच्या ओलांडून व्होल्टेज ड्रॉप समान परिचित सूत्र U = IR वापरून सहज काढता येतो, येथे:

• यू - व्होल्टेज ड्रॉप, व्ही;
• I - सर्किटमध्ये वर्तमान, ए;
• आर - अतिरिक्त रेझिस्टरचा प्रतिकार, ओम.

उदाहरणाच्या संबंधात, रेझिस्टर आर (आकृती पहा) ने अतिरिक्त व्होल्टेज विझवले: U = IR = 0.08 × 25 = 2 V. उर्वरित बॅटरी व्होल्टेज, अंदाजे 2.5 V च्या समान, लाइट बल्बच्या फिलामेंट्सवर पडले. आवश्यक रेझिस्टर रेझिस्टन्स तुम्हाला परिचित असलेले दुसरे सूत्र वापरून शोधले जाऊ शकते: R = U/I, जेथे:

• आर - अतिरिक्त रेझिस्टरचा आवश्यक प्रतिकार, ओहम;
• यू - व्होल्टेज ज्याला विझवणे आवश्यक आहे, V;
• I - सर्किटमधील करंट, ए.

विचाराधीन उदाहरणासाठी, अतिरिक्त रेझिस्टरचा प्रतिकार आहे: R = U/I = 2/0.075, 27 Ohm. रेझिस्टन्स बदलून, तुम्ही अतिरिक्त रेझिस्टरमधून खाली येणारा व्होल्टेज कमी किंवा वाढवू शकता, त्यामुळे सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह नियंत्रित होतो. परंतु अशा सर्किटमधील अतिरिक्त रेझिस्टर आर व्हेरिएबल असू शकतो, म्हणजे, एक रेझिस्टर ज्याचा प्रतिकार बदलला जाऊ शकतो (खालील आकृती पहा).

या प्रकरणात, रेझिस्टर स्लाइडरचा वापर करून, आपण लोड H ला दिलेला व्होल्टेज सहजतेने बदलू शकता आणि म्हणून या लोडमधून वाहणारे विद्युत् प्रवाह सहजतेने नियंत्रित करू शकता. अशा प्रकारे जोडलेल्या व्हेरिएबल रेझिस्टरला रिओस्टॅट म्हणतात. रिसीव्हर, टेलिव्हिजन आणि ॲम्प्लीफायर्सच्या सर्किट्समधील प्रवाहांचे नियमन करण्यासाठी रिओस्टॅट्सचा वापर केला जातो. अनेक सिनेमांमध्ये, प्रेक्षागृहातील प्रकाश सुरळीतपणे मंद करण्यासाठी रिओस्टॅट्सचा वापर केला जात असे. अतिरिक्त व्होल्टेजसह लोडला वर्तमान स्त्रोताशी जोडण्याचा आणखी एक मार्ग आहे - ते देखील व्हेरिएबल रेझिस्टर वापरून, परंतु पोटेंटिओमीटरने जोडलेले आहे, म्हणजेच व्होल्टेज विभाजक, खाली दिलेल्या आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे.

येथे R1 हा पोटेंटीओमीटरने जोडलेला रेझिस्टर आहे आणि R2 हा एक भार आहे, जो समान इनॅन्डेन्सेंट लाइट बल्ब किंवा इतर काही उपकरण असू शकतो. वर्तमान स्त्रोताच्या रेझिस्टर R1 मध्ये व्होल्टेज ड्रॉप होतो, जो R2 लोड करण्यासाठी अंशतः किंवा पूर्णपणे पुरवला जाऊ शकतो. जेव्हा रेझिस्टर स्लाइडर त्याच्या सर्वात खालच्या स्थितीत असतो, तेव्हा लोडला कोणतेही व्होल्टेज दिले जात नाही (जर तो लाइट बल्ब असेल तर तो उजळणार नाही).

रेझिस्टर स्लाइडर जसजसा वर जातो, तसतसे आम्ही लोड R2 ला अधिकाधिक व्होल्टेज लागू करू (जर तो लाइट बल्ब असेल तर त्याचा फिलामेंट चमकेल). जेव्हा रेझिस्टर R1 चा स्लाइडर सर्वात वरच्या स्थितीत असेल, तेव्हा वर्तमान स्त्रोताचा संपूर्ण व्होल्टेज लोड R2 वर लागू होईल (जर R2 हा फ्लॅशलाइट बल्ब असेल आणि वर्तमान स्त्रोताचा व्होल्टेज जास्त असेल तर, लाइट बल्बचा फिलामेंट बर्न होईल. बाहेर). व्हेरिएबल रेझिस्टर मोटरची स्थिती आपण प्रायोगिकरित्या शोधू शकता ज्यावर लोडला आवश्यक व्होल्टेज पुरवले जाईल.

रिसीव्हर आणि ॲम्प्लीफायर्समधील व्हॉल्यूम नियंत्रित करण्यासाठी पोटेंटिओमीटरद्वारे सक्रिय केलेले व्हेरिएबल प्रतिरोधक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. रेझिस्टर लोडच्या समांतर थेट कनेक्ट केले जाऊ शकते. या प्रकरणात, सर्किटच्या या विभागातील विद्युत् प्रवाह दोन समांतर मार्गांनी जातो: अतिरिक्त रोधक आणि मुख्य लोडद्वारे. सर्वात मोठा प्रवाह कमीत कमी प्रतिकार असलेल्या शाखेत असेल.

दोन्ही शाखांच्या प्रवाहांची बेरीज बाह्य सर्किटला उर्जा देण्यासाठी खर्च केलेल्या विद्युत् प्रवाहाच्या समान असेल. समांतर कनेक्शन अशा प्रकरणांमध्ये वापरले जाते जेथे संपूर्ण सर्किटमध्ये प्रवाह मर्यादित करणे आवश्यक नाही, जसे की मालिकेत अतिरिक्त प्रतिरोधक जोडताना, परंतु केवळ एका विशिष्ट विभागात. अतिरिक्त प्रतिरोधक जोडलेले आहेत, उदाहरणार्थ, मिलिअममीटरच्या समांतर, जेणेकरून ते मोठे प्रवाह मोजू शकतील. अशा प्रतिरोधकांना शंट किंवा शंट म्हणतात. शंट शब्दाचा अर्थ शाखा असा होतो.